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1 - RÉPONSE D’ÉQUIPEMENTS EMBARQUÉS AUX EFFETS DES EXPLOSIONS SOUS-MARINES

2 - MÉTHODE DES FONCTIONS DE TRANSFERT : FORMULATION SUR UN PROBLÈME 1D

3 - EXTENSIONS DE LA MÉTHODE POUR DES PROBLÈMES 2D ET 3D

4 - CONCLUSION

5 - NOTATIONS

Article de référence | Réf : BM5207 v1

Interactions fluide-structure - Calcul des effets d'explosions sous-marines sur équipements embarqués

Auteur(s) : Jean-François SIGRIST

Date de publication : 10 août 2024

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RÉSUMÉ

Cet article s’intéresse à la modélisation et à la simulation du comportement d’équipements embarqués à bord de navires lorsqu’ils sont soumis aux effets d’une explosion sous-marine. Il présente les principes théoriques d’une méthode polyvalente permettant de calculer efficacement (en termes numériques) et précisément (en termes physiques) leur dynamique à cette sollicitation. La méthode peut répondre à des besoins des ingénieurs de l’industrie afin de produire des données utiles à la conception de navires.

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ABSTRACT

Fluid-structure interactions - A method to calculate the effect of underwater explosions on naval equipment

This paper deals with the numerical simulation of the behaviour of equipment on bord submarines or surface ships when subjected to the effects of underwater explosions. It presents the theoretical principles of a versatile method for efficiently (in numerical terms) and accurately (in physical terms) calculating their dynamics response to this sollicitation. The method can meet the needs of industrial engineers to produce data useful for ship design.

Auteur(s)

INTRODUCTION

Dans cet article compagnon de l’article [BM 5 206], on s’intéresse à la modélisation du comportement d’équipements embarqués à bord de navires pouvant être assujettis à des ondes de pression. Cette problématique intéresse en particulier la construction navale militaire lorsqu’il s’agit de démontrer la tenue des équipements de navires aux effets d’une explosion sous-marine distante.

Cette problématique met en jeu des phénomènes de couplage complexes, d’une part entre le fluide environnant la coque du navire et, d’autre part entre la coque elle-même et l’équipement qui lui est attaché. Il est possible de simuler la réponse de l’équipement en se fondant sur des modèles numériques élaborés, dont la construction et l’exploitation peuvent s’avérer coûteuses en temps de modélisation et de calcul. Cet article expose les principes et la validation d’une méthode de calcul originale, permettant de restituer la réponse de l’équipement en représentant la physique en jeu de façon précise, tout en ayant recours à des ressources de calcul accessibles à des ingénieurs de bureaux d’études experts de ces sujets. L’exposé s’intéresse aussi bien aux aspects théoriques que pratiques de la méthode, laquelle est, dans son principe, générale et peut concerner, moyennant certaines adaptations, des situations rencontrées en génie mécanique, dans le secteur du spatial, du génie civil, des transports, etc., par exemple pour la tenue de structures à des chocs pyrotechniques ou de manutention, ainsi qu’aux effets de séismes ou d’explosions aériennes.

Le lecteur trouvera ces références dans la rubrique « Pour en savoir plus » associée à ce dossier. Une bibliographie supplémentaire et des liens vers des sites internet lui proposent des ressources utiles afin d’approfondir ses connaissances sur le sujet.

Le lecteur trouvera également en fin d'article un tableau des notations utilisés.

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KEYWORDS

dynamic response   |   underwater explosions   |   transfer function

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm5207


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - COLE (R.H.) -   Underwater Explosions.  -  Princeton University Press (1948).

  • (2) - ARONS (A.B.), YENNIE (D.R.) -   Energy partition in underwater explosion phenomena.  -  Reviews of Modern Physics, 20, p. 519-536 (1948).

  • (3) - HOLT (M.) -   Underwater explosions.  -  Annual Review of Fluid Mechanics, 9, p. 187-214 (1977).

  • (4) - KEIL (A.H.) -   The response of ships to underwater explosions.  -  Transaction of the Society of Naval Architechs and Marine Engineers, 69, p. 366-410 (1961).

  • (5) - OLESON (M.), BELSHEIM (R.) -   Shipboard shock environment and its measurement.  -  Journal of the Acoustical Society of America, 60, p. 61 (1976).

  • (6) - REID (W.D.) -   The Response of Surface Ship to Underwater Explosions.  -  Technical...

1 Sites internet

Warren D. REID, « The Response of Surface Ship to Underwater Explosions », Department of Defense/Science and Technology Organisation (DSTO), 1997.

https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/ADA326738.pdf

Megan ECKSTEIN, « Navy conducts final blast in Ford full-ship shock trials », Defense News, 9 août 2021.

https://www.defensenews.com/naval/2021/08/09/navy-conducts-final-blast-in-ford-full-ship-shock-trials/

Vincent GROIZEIEAU, « Le nouveau porte-avions américain à l’épreuve des explosions sous-marines », 22 juin 2021.

https://www.meretmarine.com/fr/content/le-nouveau-porte-avions-americain-lepreuve-des-explosions-sous-marines

Brice LOUVET, « L’US Navy déclenche une...

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